[發明專利]在殘余頻偏下基于加窗PMF?FFT的BOC信號捕獲算法

在審

• 申請號: 201710525459.7
• 申請日: 2017-06-30
• 公開（公告）號: CN107315186A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 張天騏;宋玉龍;楊強;張剛
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G01S19/24
• 分類號: G01S19/24;G01S19/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于導航通信中BOC信號捕獲的相關領域，具體為在殘余頻偏下基 于長碼調制的BOC信號的捕獲算法。

背景技術

隨著全球導航衛星系統(global navigation satellite systems，GNSS)的迅猛發 展，導航頻段變得越來越擁擠，各種導航信號的捕獲變得越來越困難。同時， 衛星導航廣泛應用于軍事和民用領域，是關系到國家發展和領域安全的重要技 術。目前，已投入運行的GNSS包括：美國政府管理的全球定位系統(global position system，GPS)，歐盟及歐洲航天局管理的伽利略衛星導航系統(Galileo satellite navigation system，GALILEO)，俄羅斯聯邦政府管理的全球衛星導航系 統(global navigation satellite system，GLONASS)，我國政府管理的北斗衛星定位 通信系統(BeiDou navigation satellite system，BDS)，印度政府管理的區域導航定 位系統(India regional navigation satellite system，IRNSS)，及日本政府管理的準 天頂衛星系統(quasi-zenith satellite system，QZSS)等。然而，各個導航系統帶來 方便的同時，造成了頻帶資源利用率的下降。為了避免頻帶之間的同頻干擾， 二進制偏移載波調制(Binary Offset Carrier，BOC)被用來解決上述問題，由于 BOC信號相對于傳統的BPSK信號具有功率譜分裂的特點，捕獲的難度也隨之 增大，所以對于BOC信號捕獲的研究很有必要。

目前對于殘余頻偏下長碼調制的BOC信號的捕獲研究較少，為了提高捕獲 過程中的精度，需要采用一些方法消除頻偏以及副峰帶來的干擾。文獻“基于PMF-FFT的高動態多進制擴頻信號的捕獲算法”對于多進制擴頻信號的捕獲問 題，提出了一種將功率譜平均與部分匹配濾波相融合的方法，該方法不僅可以 捕獲到偽碼，而且可以近似捕獲到多普勒頻偏的大致范圍。但是該方法僅僅驗 證了適用于多進制擴頻信號，對于BOC信號還有待驗證。文獻“基于XFAST 自適應的直接捕獲算法”提出了一種新穎的XFAST算法，將本地偽碼利用非相 關累加的性質進行組合，這樣可以增大偽碼捕獲的范圍，但是該方法中頻偏補 償精度較低。文獻“BOC調制系統性能分析及碼同步技術的研究”，通過接收 機產生兩路相互正交的本地復現BOC信號和QBOC信號分別與輸入信號進行相 關運算，通過相關運算可以得到和BPSK信號的自相關函數相似的合成相關函 數來消除副峰，但是該算法失去了BOC信號主峰寬度窄的優點并且捕獲時間較 長。

發明內容

本發明所要解決的技術問題，針對殘余頻偏下長碼調制的BOC信號由于多 峰性導致的捕獲模糊性問題，由于FFT頻譜峰值的衰減隨著多普勒頻率的增大 而增大，對信號的捕獲會產生比較大的干擾，針對以上問題，本文提出了一種 加窗的PMF-FFT的偽碼捕獲算法，這樣可以減少頻譜泄露提高捕獲的精度。

本發明解決上述技術問題的技術方案是：在殘余頻偏下基于加窗PMF-FFT 的BOC信號捕獲算法，其步驟在于，將接收到的帶有殘余頻偏的BOC信號經 過射頻端處理以后得到待用信號，然后將接收信號與本地偽碼保持相對滑動的 狀態，由于部分匹配濾波是一個低通濾波的過程，接受信號與本地偽碼相乘以 后，經過PMF處理達到降速的目的，即將得到的新的序列M個數據中每L個 數據累加到一起，此時為了防止頻譜泄露將長度為L的數據進行加窗處理，然 后將M個數據變為現在的P個數據(P＝M/L)，對降速以后的P點進行FFT處理， 頻譜峰值超過門限說明捕獲成功，如果沒有超過門限，調整本地偽碼繼續上述 操作。

將PMF-FFT的算法應用到長碼調制的BOC信號中可以很好的捕獲效果， BOC信號的調制是在BPSK調制的基礎上增加了副載波的調制，使得信號的功 率譜出現裂譜的特性，而且帶有殘余頻偏的BOC信號的功率譜在原BOC信號 功率譜的基礎上功率譜向兩邊偏移，此時采用加窗的PMF-FFT捕獲算法能夠有 效較少FFT頻譜峰值的衰減，在較少運算量的前提下能夠起到快速捕獲的目的。